Udvaskning, transport og omsætning af kvælstof i grundvandszonen er et forskningsområde, GEUS prioriterer højt.

Da regulering af landbrugets forbrug af kvælstof blandt andet sker på baggrund af risikoen for udvaskning af for store mængder kvælstof til grundvand og overfladevand, er vores fokus at skabe det bedst mulige faglige grundlag for denne regulering.

GEUS arbejder med forskningsområdet på følgende måder:

Vandplaner og EU-direktiver

I både EU’s Vandrammedirektiv og Nitratdirektiv stilles der krav til Danmark, som er relateret til indholdet af nitrat i det danske grundvand. Vi udarbejder trendanalyser for nitrat på baggrund af tidsserier for nitrat og aldersdatering af grundvandet fra den nationale grundvandsovervågning. Herved er det muligt at vurdere om kvælstofreguleringen har den ønskede effekt.

I relation til EU-direktiverne bistår vi Miljøstyrelsen med at levere data og redegørelser, der ligger til grund for indberetninger til EU. I forbindelse med Vandrammedirektivet og opstilling af nationale vandplaner gennemfører vi i samarbejde med de relevante myndigheder hvert 6. år vi risiko og tilstandsvurderinger for nitrat i grundvandet. Hertil benyttesbland andet vores DK-model til at beregne  udpegning af grundvandsforekomster og udarbejdelse af faglige grundlag for vurderingerne. Endelig anvendes DK-modellen til beregning af forskellige scenarier for nitratudvaskning til grundvandet. Læs mere om DK-modellen. I forbindelse med Nitratdirektivet bistår vi Miljøstyrelsen med rapportering til EU hvert fjerde år.

Sårbarhed og omsætning af nitrat

I grundvandszonen kan der foregå en naturlig omsætning af nitrat, hvis de rigtige betingelser er til stede, som varierer meget fra område til område. Det skyldes bl.a.  at den geologiske opbygning af undergrunden i Danmark varierer meget specielt, hvilket medvirker til at de geokemiske forhold også varierer. Redoxforholdene i undergrunden og de forskellige geologiske formationers indhold af mineraler og indlejret organisk stof har en afgørende betydning for den naturlige omsætning af nitrat i grundvandszonen. Vi forsker derfor på GEUS i de processer, som har betydning for nitratomsætning i grundvandszonen og bidrager blandt andet også til projekter om grundvandsmagasiners sårbarhed over for nitratudvaskning.

GEUS og Aarhus Universitet udvikler i fællesskab Den Nationale Kvælstofmodel, der er et nationalt modelværktøj til beregning af kvælstoffets transport, omsætning og tilbageholdelse (ofte kaldet retention) fra rodzonen gennem grundvand og overfladevand til kyst.

Modellens anvendelse

Den Nationale Kvælstofmodel beskriver geografiske forskelle i kvælstoftransport og -omsætning og kan anvendes til:

• Beregning af kvælstoftransport til grundvandsmagasiner, overfladevandet og havet, for nutidige eller ændrede forhold gennem scenarieberegninger
• Udvikling af retentionskort, som er kort der viser hvor meget af kvælstoffet, der tilbageholdes eller omsættes under transporten
• Udvikling af belastningsopgørelser og indsatsbehov for grundvandsmagasiner

Modellens opbygning

Kvælstofmodellen er etableret ved kobling af tre delmodeller, der beskriver transport og omsætning af kvælstof i hhv. rodzonen, grundvandet og overfladevandet:

1. NLES5, der er en empirisk baseret model til beregning af nitratudvaskning fra rodzonen for dyrkede arealer
2. DK‐modellen, der er Den Nationale Hydrologiske Model, som beskriver vandstrømninger og transport i grundvandszonen, der kobles med en geokemisk opbygning af undergrunden, som afgør hvor i grundvandet nitraten omsættes.
3. Overfladevandsmodeller, der er statistiske modeller til beregning af kvælstofretentionen i hhv. vandløb, søer og etablerede vådområder.

De enkelte delmodeller samt deres kobling udvikles løbende, dels som led i videreudviklingen af Den Nationale Kvælstofmodel, samt i relaterede projekter med anvendelse af de enkelte delmodellerne.